(57)【要約】【課題】熱寸法安定性、耐熱性、低吸水性、環境性、なおかつ生産性に優れた、フレキシブルプリント回路基板用フィルムを得ることを目的とする。【解決手段】基材層は２軸延伸が施されたポリエステルフィルムである。なおかつ基材層は、２００℃の熱収縮率が−３〜３％であり、吸水率が１％以下であり、室温から１８０℃の昇温部の熱膨張係数が１１×１０−６／℃〜５０×１０−６／℃である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材層は２軸延伸が施されたポリエステルフィルムであって、なおかつ基材層は、２００℃の熱収縮率が−３〜３％であり、吸水率が１％以下であり、室温から１８０℃の昇温部の熱膨張係数が１１×１０−６／℃〜５０×１０−６／℃であることを特徴とするフレキシブルプリント回路基板用フィルム。
【請求項２】
基材層は、動的損失弾性率ピークが８０〜１８０℃にあることを特徴とする請求項１記載のフレキシブルプリント回路基板用フィルム。
【請求項３】
基材層は、ポリエステルがポリエチレンナフタレートであることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載のフレキシブルプリント回路基板用フィルム。
【請求項４】
少なくとも片面に金属箔が張り合わされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフレキシブルプリント回路基板用フィルム。
【請求項５】
フレキシブルプリント回路基板加工時の補強用フィルムとして用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフレキシブルプリント回路基板用フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルプリント回路（以下ＦＰＣと記す）基板、ＦＰＣ加工・製造時に用いられ、適度な熱寸法安定性、低吸水率性、剛性を有する２軸延伸ポリエステルフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの電子機器の技術進歩に伴って、ＦＰＣの需要が急激に伸びている。従来、本用途では銅箔張り合わせのポリイミドフィルムやポリイミドの薄膜化が使用されてきた。しかしながら、ポリイミドは、その素材の性質上、フィルム化や薄膜化が困難であり、素材自体も高価なため、非常に高価なものである。また、ポリイミドは比較的吸水しやすくＦＰＣなどの電子材料には好ましくない特性も有している。一方、耐熱性に優れてはいるが、本用途においては過剰品質である点も否めない。
【０００３】
更に、ＦＰＣを製造する際の加工性においては、フィルムの薄膜化に伴い、フィルム自体の剛性が低下し、ＦＰＣを製造する際の加工性が困難になってきている。これらを改良する方法としては、これらＦＰＣ補強用フィルムを予め貼り付けることにより保持して全体として剛性を持たせる方法が用いられている。また、ＦＰＣの製造には、通常，ＦＰＣ補強フィルムを剥離した後に、加工したＦＰＣを加熱プレス処理（以降、キュアと記す）する方法が用いられてきたが、新しい方法として補強フィルムを除去することなくキュアを行い、キュア工程後に前記の補強フィルムを剥離・除去する方法が提案され実用化されている。
【０００４】
しかしキュア工程後に補強フィルムを剥離除去する方法では、従来の補強フィルムを使用した場合、キュアによって粘着力が大幅に増加し、剥離性が悪化して、加工後の製品のＦＰＣの剥離が出来なかったり、熱変形を起こし反り返ったりするなどの課題が発生していた。特開２００３−１０１１６６号公報には、こうした課題を解決する手段として、ポリイミドを使用することが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１０１１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ポリイミドは高価である。また、ポリエステルにポリイミドを含有させると異種素材を含有させるとフィルムのリサイクルにおいて障害になる可能性がある。さらに昨今の環境志向において、ポリイミドは好ましくないなどと言った課題がある。
【０００６】
本発明は、かかる課題を解決するために、熱寸法安定性、耐熱性、低吸水性、環境性に優れ、なおかつ安価であり、フレキシブルプリント回路基板に有用なフィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のフレキシブルプリント回路基板用フィルムは、基材層が２軸延伸が施されたポリエステルフィルムである。なおかつ基材層は、２００℃の熱収縮率が−３〜３％であり、吸水率が１％以下であり、室温から１８０℃の昇温部の熱膨張係数が１１×１０−６／℃〜５０×１０−６／℃である。
【０００８】
また、本発明のフレキシブルプリント回路基板用フィルムにおいて基材層は、
（１）バイブロンによる損失弾性率ピークが８０〜１８０℃であること。
（２）ポリエステルがポリエチレンナフタレートであること。
をそれぞれ好ましい態様として含んでいる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、熱寸法安定性、耐熱性、低吸水性、環境性、なおかつ生産性に優れた、フレキシブルプリント回路基板用フィルムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜基材層組成＞
本発明における基材層のポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂としては、ジオールとジカルボン酸とから縮重合によって得られるポリマーであり、ジカルボン酸としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタリンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等に代表されるものであり、またジオールとは、例えばエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，６−ヘキサンジオール等で代表されるものである。特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタリンジカルボキシレートが好ましい。また、これらポリエステルはホモポリエステルであっても、共重合ポリエステルであっても良く、共重合成分としては、例えばジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコールなどのジオール成分、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸などのジカルボン酸成分があげられる。
【００１１】
また、このポリエステルの中には公知の各種添加剤、たとえば、酸化防止剤、帯電防止剤などが添加されていても良い。
【００１２】
また、フィルムの取り扱い性を向上させるため、発明の効果を損なわない範囲で不活性粒子などを添加されていても良い。不活性粒子としては、たとえば、炭酸カルシウム、シリカ、タルク、クレー、などの無機粒子、シリコーンや熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂からなる有機粒子、硫酸バリウム、酸化チタン等の顔料を単独あるいは２種以上添加しても良い。
【００１３】
これら不活性粒子をポリエステルへ添加含有させる前に、精製プロセスを用いて、粒径調整、粗大粒子除去を行うことが好ましい。生成プロセスの工業的手段としては、粉砕手段で例えばジェットミル、ボールミル等が挙げられ、また分級手段では例えば乾式もしくは湿式遠心分離機等が挙げられる。なお、これらの手段は２種以上を組み合わせ、段階的に精製しても良いのはもちろんである。
【００１４】
また、含有させる方法としては各種の方法を用いることができる。その代表的な方法として、下記のような方法を挙げることができる。
（ア）ポリエステル合成時のエステル交換反応もしくはエステル化反応終了前に添加、もしくは重縮合反応開始前に添加する方法。
（イ）ポリエステルに添加し、溶融混練する方法。
（ウ）上記（ア）、（イ）の方法において酸化チタンや他の滑剤を多量添加したマスターペレットを製造し、これら添加剤を含有しないポリエステルと混練して、所定量の添加物を含有させる方法。
【００１５】
なお、前記（ア）のポリエステル合成時に添加する方法を用いる場合には、酸化チタンや他の滑剤をグリコールに分散したスラリーとして、反応系に添加することが好ましい。
【００１６】
＜塗膜＞
本発明においては、基材層の少なくとも片面に以下の成分からなる塗膜を積層することができる。その場合に、例えば延伸可能なポリエステルフィルムに塗膜を形成する成分を含む水溶液を塗布した後、乾燥、延伸し必要に応じて熱処理することにより積層することができる。
【００１７】
コーティング塗剤のバインダー樹脂としては、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂の各種樹脂が使用し得る。たとえば、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリオレフィンや、これらの共重合体やブレンド物である。なかでもポリエステル、ポリイミド、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリウレタンが好ましい。更に架橋剤を加えて架橋したものでも良い。
【００１８】
コーティング塗剤の溶媒としては、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトンなどの有機溶媒および混合物が使用でき、更に水を溶媒としてもよい。
【００１９】
また本発明においては少なくとも最外層には、コポリエステル、ポリアルキレンオキサイド及び微粒子を主成分とする塗膜を積層してもよい。
【００２０】
本発明においては塗膜を形成する成分として、上記成分以外にメラミン樹脂等の他の樹脂、帯電防止剤、着色剤、界面活性剤等を使用することができる。また、所望に応じて、その他の成分を配合することができる。配合剤としては、軟質重合体、フィラー、熱安定剤、耐候安定剤、老化防止剤、レベリング剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックス、乳剤、充填剤、硬化剤、難燃剤などが挙げられ、その配合割合は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜選択される。
【００２１】
ポリエステルフィルムへ水溶液を塗布する場合は、通常の塗工工程、すなわち二軸延伸熱固定したポリエステルフィルムに、該フィルムの製造工程と切り離した工程で塗布を行うと、埃やちり等を巻き込み易く好ましくない。かかる観点よりクリーンな雰囲気での塗布、すなわちフィルムの製造工程中での塗布が好ましい。そして、この塗布によれば、塗膜のポリエステルフィルムへの密着性が更に向上する。
【００２２】
塗布方法としては、公知の任意の塗布方が適用できる。例えばロールコート法、グラビアコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、含浸法およびカーテンコート法などを単独または組み合わせて用いることができる。
【００２３】
＜金属箔＞
本発明では、フィルムを基材とし金属箔を積層することができる。そうした金属箔を積層しておくことで、フレキシブルプリント回路基板を製造する際の工程の生産性を上げることができ好ましい。該金属箔としては、銅箔やアルミニウム箔などの金属箔が挙げられる。これら金属箔としては、圧延されて作成されたものや電解によって作成されたものなど一般的な方法で得られるものである。
【００２４】
これら金属箔の積層方法としては、接着剤を介する方法やフィルム表層を溶融させ直接シールする方法などが挙げられる。接着剤については、特に言及するものではないが、耐熱性の観点から硬化性樹脂が好ましい。好適な硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイソシアネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニルエーテル樹脂、脂環式オレフィン重合体などが挙げられる。
【００２５】
また、所望に応じて、その他の成分を配合することができる。配合剤としては、紫外線吸収剤、軟質重合体、フィラー、熱安定剤、耐候安定剤、老化防止剤、レベリング剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックス、乳剤、充填剤、硬化剤、難燃剤などが挙げられ、その配合割合は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜選択される。
【００２６】
また、メッキやスパッタリングなどによって直接基材フィルムに金属箔を形成させる方法であっても構わない。
【００２７】
＜製膜＞
本発明のフィルムは、テンター法、インフレーション法等の従来知られている製膜方法を用いて製造することができる。
【００２８】
予め乾燥したポリエステル樹脂を２８０℃に加熱された押出機に供給し、Ｔダイよしシート状に成形する。このＴダイより押し出されたフィルムを表面温度１０〜６０℃の冷却ドラムで冷却固化し、この未延伸フィルムをロール加熱、赤外線加熱等で加熱し、縦方向（連続製膜方向）に延伸して縦延伸フィルムを得る。この延伸は２個以上のロールの周速差を利用して行うのが好ましい。延伸温度はポリエステルのガラス転移点（Ｔｇ）より高い温度、更にはＴｇより２０〜４０℃高い温度とするのが好ましい。延伸倍率は、この用途の要求特性にもよるが、２．５倍以上４．０倍以下とするのが好ましい。更に好ましくは、２．８倍以上３．９倍以下とするのが好ましい。２．５倍以下とするとフィルムの厚み斑が悪くなり良好なフィルムが得られず、４．０倍以上とすると製膜中に破断が発生し易くなり課題がある。
【００２９】
縦延伸フィルムは、続いて、横延伸（連続製膜方向に垂直な方向への延伸）、熱固定、熱弛緩の処理を順次施して二軸配向フィルムとするが、これら処理はフィルムを走行させながら行う。横延伸の処理はポリエステルのガラス転移点（Ｔｇ）より２０℃高い温度から始める。そしてポリエステルの融点（Ｔｍ）より（１２０〜３０）℃低い温度まで昇温しながら行う。この延伸開始温度は（Ｔｇ＋４０）℃以下であることが好ましい。また延伸最高温度はＴｍより（１００〜４０）℃低い温度であることが好ましい。
【００３０】
横延伸過程での昇温は連続的でも段階的（逐次的）でもよい。通常逐次的に昇温する。例えばステンターの横延伸ゾーンをフィルム走行方向に沿って複数に分け、各ゾーンごとに所定温度の加熱媒体を流すことで昇温する。横延伸開始温度が低すぎるとフィルムの破れが起こり、好ましくない。また延伸最高温度が（Ｔｍ−１２０）℃より低いとフィルムの熱収が大きくなり、また幅方向の物性の均一性が低下し、好ましくない。一方延伸最高温度が（Ｔｍ−３０）℃より高いとフィルムが柔らかくなり外乱等によってフィルムの破れが起こり、好ましくない。
【００３１】
横延伸の倍率は、この用途の要求特性にもよるが、２．５倍以上４．０倍以下とするのが好ましい。更に好ましくは、２．８倍以上３．９倍以下とするのが好ましい。２．５倍以下とするとフィルムの厚み斑が悪くなり良好なフィルムが得られず、４．０倍以上とすると製膜中に破断が発生し易くなり課題がある。
【００３２】
なお、２軸延伸されたフィルムはその後、熱固定処理が施される。本熱固定を施すことにより、フィルムの熱寸法安定性が向上する。すなわち本発明で基材層は、２００℃における熱収縮率が−３〜３％である。これは、好ましくは−２〜２％以下、更に好ましくは−１〜１％以下である。−３％未満や３％を超えると、回路基板を形成する工程においてフィルムの熱収縮が大きいため、良好な回路が形成できない。
【００３３】
こうした特性を満足するには、例えば本熱固定処理を（Ｔｍ−１００℃）以上の温度で施すことにより達成することができる。また、更に熱収縮を抑えるために、フィルムを例えばオフライン工程にて１５０〜２２０℃で１〜６０秒間熱処理し、５０〜８０℃で除冷するアニール処理を施すことしても構わない。
【００３４】
また、本発明のフィルムは、その片面または両面に、他の機能を付与するために、他の層をさらに積層した積層体としてもよい。ここでいう、他の層とは透明なポリエステルフィルム、金属薄膜やハードコート層があげられる。
【００３５】
本発明において基材層は、室温〜１８０℃の過程において熱膨張係数が、１１×１０−６／℃〜５０×１０−６／℃である。これは、好ましくは１２×１０−６／℃〜４０×１０−６／℃、更に好ましくは１３×１０−６／℃〜３０×１０−６／℃である。熱膨張係数が、１１×１０−６／℃未満であったり、５０×１０−６／℃を超えたりすると、ＦＰＣ加工工程中にフィルムの熱変形が悪化し、ＦＰＣ基板の反り返りや、補強用ポリエステルフィルムとして使用した場合、フィルムが剥離するなどの課題が発生するために好ましくない。
【００３６】
また基材層は、吸水率が１．０％以下である。これは、好ましくは０．８％以下、更に好ましくは０．６％以下である。吸水率が１．０％を超えると、ＦＰＣ製造工程於いてフィルムが水分を吸収するため、フィルムの電気特性が悪化したり、回路そのものに悪影響を及ぼしたりするため、吸水しないように余計な肯定が必要になったり、フィルムそのものや回路としての取り扱いが煩雑になるなど好ましくない。
【００３７】
本発明において基材層の損失弾性率ピーク温度は、８０〜１８０℃であることが好ましい。これは、より好ましくは９０〜１７０℃、更に好ましくは１００〜１６０℃である。８０℃未満であると、本発明で目的とするＦＰＣ基板、製造、加工時において、２軸延伸ポリエステルフィルムが熱変形を起こしたり、加熱プレス加工によって粘着力が増加したりして、剥離性が悪化して加工後の製品ＦＰＣの剥離が出来なくなる場合がある。また、１８０℃を超えると過剰品質であり、本特性を達成するには製膜性が悪化し、２軸延伸時にフィルム破れが多発すると言う課題が発生する場合がある。
【００３８】
＜評価方法＞
１．熱収縮率
フィルムサンプルに３０ｃｍ間隔で標点をつけ、荷重をかけずに所定の温度のオーブンで熱処理を実施  し、熱処理後の標点間隔を測定して、フィルム連続製膜方向（ＭＤ方向）と、製膜方向に垂直な方向（ＴＤ方向）において、下記式にて熱収縮率Ｒ（％）を算出した。
Ｒ（％）＝｛（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１｝×１００
ここで、Ｌ１は熱処理前標点間距離、Ｌ２は熱処理後標点間距離である。
【００３９】
２．吸水率
ＪＩＳ  Ｋ７２０９に準じて測定した。
【００４０】
３．熱膨張係数
セイコーインスツレメント社製ＴＭＡ／ＳＳ  １２０Ｃにフィルムを試料幅３ｍｍ、チャック間１５．０５ｍｍとしてセットし、荷重８０ｇ／ｍｍ２の条件で、室温から１８０℃まで１０℃／分の昇温速度で昇温して測定した。得られた温度寸法変化曲線において、室温〜８０℃、１００〜１５０℃、１５０〜１８０℃の３箇所それぞれの傾きより熱膨張係数を求めた。
【００４１】
４．動的損失弾性率ピーク温度
フィルムを幅４ｍｍ、長さ５０ｍｍに切り、オリエンテック社製  ＤＤＶ−０１ＦＰのバイブロン装置を用い、荷重１０ｇ、周波数１０Ｈｚで室温から２００℃まで５℃／分で昇温して測定する。得られたチャートより動的損失弾性率のピーク温度を求める。
【００４２】
５．ヤング率
フィルムを試料幅１０ｍｍ、長さ１５ｃｍに切り、チャック間１００ｍｍにして引張速度１０ｍｍ／分、チャート速度５００ｍｍ／分でインストロンタイプの万能引張試験装置にて引張り、得られる過重−伸び曲線の立ち上がり部の接線より、フィルム連続製膜方向（ＭＤ方向）と、製膜方向に垂直な方向（ＴＤ方向）において、ヤング率を計算する。
【００４３】
６．寸法安定性
ポリエステルフィルムと汎用塩化ビニル系樹脂と可塑剤からなる接着剤により貼り合わせて、温度１６０℃、圧力３０ｋｇ／ｃｍ２、時間３０分の条件で圧着ロールを用いて圧着した。試料寸法を２５ｃｍ×２５ｃｍとし、相対湿度８５％、６５℃の雰囲気下で１００時間定盤上に置いた状態で４隅のカール状態を観測した。４隅の反り量（ｍｍ）の平均を測定した。下記の基準に従って評価を行った。○が合格である。
○；１０ｍｍ未満の反り量。
×；１０ｍｍ以上の反り量。
【００４４】
［実施例１］
ポリエチレンナフタレート樹脂に平均粒径０．３μｍの球状シリカを０．１％添加し、２９０℃に加熱された押出機に供給し、２９０℃のダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度６０℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを１４０℃に加熱したロール群に導き、長手方向（縦方向）に３．１倍で延伸し、６０℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き１５０℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向（横方向）に３．３倍で延伸した。その後テンタ−内で２３５℃の熱固定を行い、２４０℃で３％の弛緩後、均一に除冷して、室温まで冷やして５０μｍ二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムの特性は表１の通りである。本実施例のフィルムは、寸法安定性に優れていた。
【００４５】
［比較例１］
ポリエチレンテレフタレート樹脂に平均粒径０．３μｍの球状シリカを０．１％添加し、２８０℃に加熱された押出機に供給し、２８０℃のダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度２０℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを１１０℃に加熱したロール群に導き、長手方向（縦方向）に３．１倍で延伸し、２０℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き１２０℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向（横方向）に３．３倍で延伸した。その後テンタ−内で２２０℃の熱固定を行い、２３０℃で３％の弛緩後、均一に除冷して、室温まで冷やして５０μｍ二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムの特性は表１の通りである。熱収縮率が高いためか、寸法安定性に劣るものであった。
【００４６】
［比較例２］
東レ・デュポン製「カプトン；タイプＨ」の５０μｍフィルムを用いた。得られたフィルムの特性は表１の通りである。熱特性は非常に優れているが、吸水率が高いためか、高湿度下の雰囲気では寸法安定性に劣るものであった。
【００４７】
【表１】
2005129699.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のフィルムは、フレキシブルプリント回路基板を構成する部材として有用である。またフレキシブルプリント回路基板を製造する際に用いる補強用フィルムとしても有用である。